采区防尘及注水系统.doc

二、采区防尘及注水系统 1、综合防尘要求 ⑴回采工作面防尘 ①回采面投产前先在煤层内注水，预先润湿煤体，注水后煤体水分增加不少于1，含水率在4左右。 ②运输巷转载点必须安装喷雾防尘装置，并设专人负责管理。 ③上、下平巷距工作面50m内设置净化风流水幕，并正常使用。 ④运输巷、回风巷必须定期清扫或冲洗煤尘，并清除堆积的浮煤。 ⑤综采工作面架间喷雾必须正常使用，并按规定安设综采随机自动联喷装置和移架自动喷雾装置。 ⑥炮采工作面回风巷距安全出口10至20m范围内安设放炮自动水幕，放炮实行炮区喷雾，工作面内必须敷设专用高压防尘水管，每隔20m设一个三通阀门。 ⑵掘进工作面防尘 ①煤巷、半煤岩巷掘进工作面必须按规定进行煤层短壁高压快速注水。 ②综掘工作面必须使用湿式除尘风机。 ③打眼时必须采取湿式作业，爆破必须使用水炮泥。 ④放炮前、放炮后和装岩前必须对迎头30m范围内巷道进行洒水冲洗。 ⑤在距迎头10m范围内安设一道远程喷雾装置，30m内安设一道微动冲击波水幕，距迎头50m内安设一道手动水幕，实施放炮喷雾。 ⑥装岩过程中应边装岩边洒水。 ⑦风筒出风口距工作面距离不得超过10m，以保证有足够的风量冲淡排出粉尘。 ⑧粉尘浓度超限的场所，作业人员必须佩戴个体防尘用具。 ⑶其它地点防尘 ①运输下山内各转载地点，均应设置喷雾装置，转载时实施自动喷雾。 ②运输下山及运输联络巷内防尘管路每50m设一个三通，以供洒水冲尘。 2、防尘系统 本采区防尘水源取自1301采区上部53水平出水点，该孔涌水量20m3/h。 防尘水自东九采53水平出水点经1301轨道下山→1301运输巷→十三层二级轨道下山→三级轨道下山→东九采区运输下山→各用水地点。主防尘管路不小于4寸，其他防尘管路不小于2寸。采区内皮带运输巷每50m设一个三通支管，其它巷道每100m设一个三通支管，并加阀门。 3、隔爆设施 采用隔爆水袋棚隔绝煤尘爆炸，水袋棚采用集中式布置，采区主要隔爆设施每组用水量按所在巷道断面计算应不小于400升/m2，棚区长度不小于30m；辅助隔爆设施每组用水量按所在巷道断面计算应不小于200升/m2，棚区长度不小于20m。水袋棚安设好后，要指定专人管理，并经常保持水袋的完好和规定的水量。 采区进回风巷安设主隔爆水袋棚，每组用水量按所在巷道断面计算应不小于400升/m2，棚区长度不小于30m；煤巷、半煤巷掘进工作面，采煤工作面上、下平巷按规定安设隔爆水袋棚隔绝煤尘爆炸，水袋棚采用集中式布置，每组用水量按所在巷道断面计算应不小于200升/m2，棚区长度不小于20m。水袋棚安设好后，要指定专人管理，并经常保持水袋的完好和规定的水量。 4、建立完善粉尘监测制度 ⑴每半月对采掘工作面和主要场所全面进行一次粉尘测定。 ⑵每半年进行一次游离二氧化硅和粉尘分散度的化验分析，并有记录备查。 ⑶应按规定进行个体呼吸性粉尘测定。 ⑷采集的个体呼吸性粉尘样、游离二氧化硅、粉尘分散度样品，要按规定时间送检。 ⑸粉尘测定仪和个体呼吸性测定仪应按周检规定进行检定。 三、防火系统 该十三、十五层煤层为自然煤层，自然发火期分别为26、28天，但矿井无自然发火史。 1、防止自燃发火的措施 ⑴回采工作面采用后退式开采，不得留顶底煤，工作面浮煤清理干净，防止煤层自燃。 ⑵掘进巷道严禁托顶煤掘进，并有防止片帮、冒顶的措施。石门见煤点过断层部分托顶煤巷道必须有防冒顶和防自燃的措施。如发生冒顶，冒顶处必须用不燃性材料充填密实，并设注浆观测管，然后进行喷浆隔离。 ⑶结束的采煤工作面浮煤清扫干净，按防火密闭要求及时封闭，并留设观测孔、措施孔，埋设束管，防止煤层自燃。采区结束后45天内必须在所有与采区相连通的巷道中设置密闭，回采工作面结束后必须在1个月内将通往工作面的所有巷道进行密闭，井下其它地点出现盲巷应及时密闭，并且密闭质量符合要求，对密闭内外的有害气体（包括CO、CO2、CH4等）、温度、压力及墙体必须每周检查一次，并有记录。 ⑷矿井设KSS-200束管监测系统，通过抽气泵和管路将采空内气体抽至地面中心站进行气体分析，至少一周检查、分析一次，分析要有记录，并对至少一月的各种气体变化情况用曲线表现变化趋势，记录要有总工程师签字，发现自然发火指标超过或达到临界值等异常变化时，及时采取措施进行处理。 2、自然发火预测预报制度 ⑴井下所有密闭要有说明牌和检查牌，至少每周检查一次密闭前瓦斯、一氧化碳、二氧化碳含量、温度、大气压力和密闭质量及密闭内积水情况，并把检查结果记入台帐。 ⑵每季度对矿井回风、采区回风、采煤工作面回风取样送集团公司实验室分析气体含量，分析结果存档，以备检查。 ⑶建立束管监测系统，每周对密闭墙内各种气体检查、分析一次，并将检查、分析结果记入台帐。 ⑷煤层自然发火的标志气体确定为CO，CO临界浓度为0.0024，当发现自然发火指标超过或临界值等异常变化时，严格执行煤层自燃发火处理措施。 四、提升系统 1、轨道下山提升设备选择 采区设置一条轨道下山，斜长900m，最大倾角11，选择JK-21.8矿用防爆绞车一台，钢丝绳选用67-φ22.0-1670- GB/T8918-1996型，功率160KW。提升能力为4辆1.1M3矿车、或3节人行车、或一架综采液压支架。 2、提升设备选型设计 基本参数 1T固定式矿车自重G0620Kg 提升1辆矸石自重G矸1800Kg 1个平板车自重G平1400kg 一节斜巷人行车自重Qz1520Kg 一节斜巷人行车人员自重Q人1400kg 1架液压支架自重QY9500kg ⑴初速度确定 根据煤矿安全规程要求，人行车最大行人运行速度为5m/s，根据国产提升机速度值取提升机速度为3.41m/s。 ⑵钢丝绳选择 ①绳端最大载荷（以提升一架液压支架为最大提升载荷） Qd QY G平sinαf1cosα 9500 1400sin110.015cos11 2242 kg ②计算钢丝绳的单位质量 1.07kg/m ③查钢丝绳标准 查钢丝绳规格表选用钢丝绳67-22-1670-Ⅰ-光面-右同GB/T8916-1996 d22mm，mp1.70 kg/m，Qp27346kg ⑶验算钢丝绳安全系数 提升一架液压支架 9.647.5 提升4辆矸石车 10.577.5 提升3辆斜巷人行车 11.419 经以上钢丝绳安全系数验算，均符合煤矿安全规程有关要求。 ⑷钢丝绳最大张力计算 （1）提升一架液压支架 FmaxQY G平sinαf1cosα mp L sinαf2cosα 95001400sin110.015cos111.70900sin110.2cos11 2242592 2834Kg ⑸提升机选择 ①滚筒直径Dg60d60*221320mm ②滚筒缠绕宽度计算 B＇[（LLm7πDg）（dε）]/（KcπDp） [（9003043.96）（0.0220.001）]/12.69 1.76m Dp Dg（Kc-1）d2（2-1）*0.0222.022M Kc钢丝绳在滚筒缠绕层数Kc2 因此根据钢丝绳最大张力Fmax 2834Kg及滚筒直径、宽度选用JK-2*1.8型提升机,功率160KW，滚筒直径D2000mm，滚筒宽度B1800mm，钢丝绳直径d22mm，减速比30，Fce 6000KG,速度为3.41m/s。 ⑹提升运动学 采用七阶段速度图，主加、减速度a1a30.5 m/s2， 末加、减速度 a00.3 m/s2，V01.5m/s。 ①初加速阶段 ②初等速阶段 L01 LH－L010－3.75 6.25 m ③主加速阶段 S ④主减速阶段 ⑤ 等速阶段 L2 Lt－（L0＋L01＋L1＋L3） 900－（3.75＋6.25＋9.38＋11.63） 868.99 m ⑥ 末加、减速阶段 ⑦ 等速阶段 L5′ Le－2L0′ 20－23.75 12.5 m 一次提升循环时间 T 2（t0＋t01＋t1＋t2＋t3＋t4′＋t5′＋t6′＋θ） 2（5＋4.2＋3.82＋255＋5＋5＋8.3＋5＋5＋20） 633 S ⑺电机功率校核 由于提升机提升液压支架时提升速度控制在1m/s，以提升4辆矸石车时按最大提升速度V3.41m/s正常提升，因此，最大静张力Fmax22425922834Kg 1.2（28343.41）/1020.85 134KW 功率系数K1.2 传递系数η0.85 最大静张力Fmax2834Kg 提升速度V3.41m/s 因此，选用电机功率为160KW，电机电压等级660V。 ⑻提升安全设施 根据提升运输技术管理规定有关要求，轨道下山安装一组雷达捕车器。 五、运输系统 1、运煤路线 煤由工作面→运输顺槽→ 运输下山→入仓巷→煤仓（由-300水平东大巷3吨底卸式矿车运至-300分运煤仓） 2、运输系统设备选型 采区工作面下顺槽选用STJ1000/125*2或SD-80型皮带机。在遇较大断层时选用SGW-40T刮板输送机。 3、采区集中运输巷设备选型 运输下山选用2部STJ1000/125*2型皮带机，运输长度均为450m，倾角11度，带宽1000mm，电机功率为250Kw ，运输能力为350T/h。入仓巷选用1部SD-80型皮带机，运输长度为120m，倾角0度，带宽800mm，电机功率为55Kw ，运输能力为350T/h。具体计算如下 1运输下山第二部运输长度450m，倾角11度，上运。 选用STJ1000/125*2型皮带机，带宽1000mm，电机功率为250Kw ，运输能力为350T/h。经验算皮带的皮带强度、悬垂度、电机功率均符合要求。 STJ1000/125*2 皮带运输能力计算 STJ1000/125*2 皮带基础数据Q350t/h；v2 m/s；原煤容重γ0.9t/m3；动堆积角ρ30；平均倾角β11；运距L450m；带宽B1000mm；围包角α455（传动原理图如图所示） 7 8 10 6 5 9 3 4 2 1 ①宽的校验 根据公式 B2Q/KVCγ 其中K为货载断面系数，据ρ30，取K458 C为输送机倾角系数取0.95 B2350/（45820.90.95） 0.397 B 0.6302m＜1m 故取带宽1m满足要求，每m自重13.5kg。 ②胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算 胶带每m载重 qQ/3.6v350/3.6248.6kg/m 胶带自重qd13.5kg/m 上托辊每m线质量qtG/Lt22/1.514.67kg/m 下托辊每m线质量qt”G“/Lt“17/35.67kg/m 2.1.1圆周力计算 FuCfLg [（2 qd q）COSβ qt qt”]qHg 取附加阻力系数C1.2 模拟磨擦系数f0.025 Fu1CfL[（2 qd q）COSβ qt qt”]qHg 1.20.0254509.81[（213.548.6）COS（11）14.675.67] 48.69.81450SIN11 1252540978 53503 N 2.1.2胶带最大张力计算 FmaxF10 Fu1[n/（eua –1）1] n--摩擦力备用系数,取1.15-1.2,此处取1.2 α--胶面滚筒摩擦系数,取0.2 FmaxF10 Fu1[n/（eua –1）1] 53503 [1.2/（2.727.940.2-1）1] 69553N ③校验输送带强度 δ--1000S整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m（10001000）/6955314.3712 皮带强度满足要求。 ④电机功率 电机功率N1.2FuV/1000η1.2535032/850151KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为0.85 所使用电机功率为250KW，满足使用要求。 2运输下山第一部运输长度450m，倾角11度，上运。 选用STJ1000/125*2型皮带机，带宽1000mm，电机功率为250Kw ，运输能力为350T/h。经验算皮带的皮带强度、悬垂度、电机功率均符合要求。 3入仓巷运输长度120m，倾角0度。 选用SD-80型皮带机，带宽800mm，电机功率为55Kw ，运输能力为350T/h。经验算皮带的皮带强度、悬垂度、电机功率均符合要求。 皮带运输能力计算 SD-80皮带基础数据Q350t/h；v2 m/s；原煤容重γ0.9t/m3；动堆积角ρ30；平均倾角β0；运距L120m；带宽B800mm；围包角α455（传动原理图如图所示） 7 8 10 6 5 9 3 4 2 1 ①宽的校验 根据公式 B2Q/KVCγ 其中K为货载断面系数，据ρ30，取K458 C为输送机倾角系数取0.95 B2350/45820.90.95 0.397 B 0.63m＜0.8m 故取带宽1m满足要求，每m自重10.5kg。 ②胶带运行阻力的计算 2.1有关参数计算 胶带每m载重 qQ/3.6v350/3.6248.6kg/m 胶带自重qd13.5kg/m 上托辊每m线质量qtG/Lt22/1.514.67kg/m 下托辊每m线质量qt”G“/Lt“17/35.67kg/m 2.1.1圆周力计算 FuCfLg [（2 qd q）COSβ qt qt”]qHg 取附加阻力系数C1.2 模拟磨擦系数f0.025 Fu1CfL[（2 qd q）COSβ qt qt”]qHg 1.20.0251209.81[（210.548.6）COS（0）14.675.67] – 48.69.81120SIN0 3388 2.1.2胶带最大张力计算 FmaxF10 Fu[n/（eua –1）1] n--摩擦力备用系数,取1.15-1.2,此处取1.2 α--胶面滚筒摩擦系数,取0.2 FmaxF10 Fu[n/（eua –1）1] 3388 [1.2/（2.727.940.2-1）1] 4404N ③校验输送带强度 δ--1000S整芯胶带抗拉强度为1000（N/mm） B--胶带宽度 m--胶带安全系数 m（1000800）/440418112 皮带强度满足要求。 ④电机功率 电机功率N1.2FuV/1000η1.244042/85012.43KW 此处取电机功率备用系数为1.2 电机传动效率为0.85 所使用电机功率为55KW，满足使用要求。 六、采区供电 1、供电系统的确定及配电所位置的选择 九采区距东九采-280水平中央配电所较远，在九采区轨道下山顶部附近拟建一车房配电所，在下山四中车场附近拟建一中间配电所。 由采区车房配电所完成前期巷道掘进、运输、提升等供电任务。由中间配电所，完成回采、排水及运输等供电任务。 2、供电计算 2.1 九采区车房配电所 九采区车房配电所所带设备一部160KW绞车，设2个掘进迎头，一部55KW入仓皮带，一部250KW上运皮带，一台45KW水泵。 A、绞车、掘进和部分运输皮带供电统计表 用电设备 名 称 设备台数 每台功率（KW） 负荷系数 实用功率（KW） 轨道绞车 1 160 0.85 136 局部扇风机 2 211 0.85 18.7 调度绞车 6 25 0.80 120 上运第一部皮带 1 2125 0.85 212.5 排水泵 3 45 0.85 38.25 入仓皮带 1 55 0.85 46.8 潜水泵 2 5.5 0.50 5.5 充电机 2 4.5 0.50 4.5 耙装机 2 17 0.70 23.8 喷浆机 2 5.5 0.50 5.5 信号综保 4 2.5 0.8 8 总计 26 619.6 B、变压器容量计算及选用 SB Kt ΣP / COSΦ 式中Kt---- 同时工作系数，取0.7 COSΦ----平均功率因数，取0.6 SB≥0.7619.6/0.6722.9KVA。 九采区上车场配电所内设KSGZY-500移动变电站两台，提供两掘进头及下运第一部、入仓皮带、45KW水泵电源。 2.2 九采区中间配电所 由于部分上运皮带、综采工作面及排水泵供电的需要，在九采区四中车场附近需建一中间配电所，为部分上运皮带、综采工作面及排水泵供电。 （1）中间配电所660V用电设备 A、负荷统计表 用电设备 名 称 设备台数 每台功率（KW） 负荷系数 实用功率（KW） 潜水泵 2 45 0.85 38.25 上运第二部皮带 1 2125 0.85 212.5 潜水泵 2 5.5 0.50 5.5 信号综保 2 2.5 0.8 8 总计 7 264.3 B、变压器容量计算及选用 SB Kt ΣP / COSΦ 式中Kt---- 同时工作系数，取0.7 COSΦ----平均功率因数，取0.6 SB≥0.7264.3/0.6308.4KVA。 因此在九采区中间配电所内设KSGZY-315移动变电站一台，为排水泵、上运第二部皮带、潜水泵等提供660V电源。 （2）综采工作面 A、负荷统计表 用电设备 名称 设备台数 每台功率（KW） 电 压 同时工作总功率（KW） MG160/375-W采煤机 1 375 1140V 375 SGD630/1322工作面溜子 1 1322 1140V 264 BRW200/31.5 乳化液泵站 2 125 1140V 125 STJ1000/1252 皮带 1 1252 1140V 250 SD-80皮带 1 552 1140V 110 SZD630/55 转载机 1 55 1140V 55 合计 7 1179 B、变压器容量计算及选用 需用系数 Kx 0.40.6 0.40.6（375/1179） 0.59 变压器容量 （0.591179）/0.7993.7（KVA） 选用KSGZY 1000/6 移变一台，容量符合要求 3、高压供电系统 高压供电分为两路，两路高压电缆分别来自–280中央配电所。其中一路所供负荷为综采面、轨道提升绞车、水泵二路及掘进二路风机。最大负荷为117916044451428KW；另一路所供负荷为上运皮带、入仓皮带、排水泵及掘进工作面设备，最大负荷为250250554445150119341110115885KW。 ⑴按经济电流密度选择电缆截面 A、一回高压电缆 Ig 1428/（1.7326） 137.4（A） Sg 137.4/2.25 61.07 mm2 Jj----- 经济电流密度，取2.25 选MYJV22-370125高压电缆，截面为70mm2。 B、二回高压电缆 Ig 885/（1.7326） 85.16（A Sg 87.16/2.25 37.85 mm2 Jj----- 经济电流密度，取2.25 选MYJV22-370125高压电缆，截面为70mm2。 ⑵按长时允许电流校验电缆截面 A、一回高压电缆 MYJV22-370高压电缆长时允许电流为242A，大于137.4A，故选电缆符合要求。 B、二回高压电缆 MYJV22-370高压电缆长时允许电流为242A，大于85.16A，故选电缆符合要求。 3按电压损失校验电缆截面 A、一回高压电缆 由式△U109.2V﹤60005300V U电压损失，V; P变压器计算容量，KVA; cos变压器的功率因数，取0.65； L地面配电所至采区配电所距离，M; D导电系数，铜取42.5，m/Ω.mm2 S电缆截面，mm2； Ul额定电压，KV。 故选电缆符合要求。 B、二回高压电缆 由式△U59.3V﹤60005300V U电压损失，V; P变压器计算容量，KVA; cos变压器的功率因数，取0.65； L地面配电所至采区配电所距离，M; D导电系数，铜取42.5，m/Ω.mm2 S电缆截面，mm2； Ul额定电压，KV。 故选电缆符合要求。 （4）、高防开关整定计算 A、车房配电所带绞车高防 所带负荷为500KVA变压器，一次侧额定电流为48.1A。 1.1过流保护 按其一次侧额定电流整定1.0548.1/0.8575/53.96A取3.9A。 1.2速断保护 高防负荷侧最大电流为160KW绞车起动电流，额定起动电流960A，12.68A，速断值取13A。 灵敏度校验1390/13157.1＞1.5，满足要求。 B、车房配电所带掘进头高防 所带负荷为500KVA变压器，一次侧额定电流为48.1A。 1.1过流保护 按其一次侧额定电流整定1.0548.1/0.8575/53.96A取3.9A。 1.2速断保护 高防负荷侧最大电流为250KW皮带起动电流，额定起动电流1872A，21.06A，速断值取22A。 灵敏度校验1390/22154.2＞1.5，满足要求。 C、中间配电所带综采面高防 所带负荷为1000KVA变压器，一次侧额定电流为96.2A。 1.1过流保护 按其一次侧额定电流整定1.0596.2/0.85150/53.96A取3.9A。 1.2速断保护 高防负荷侧最大电流为375KW煤机起动电流，额定起动电流1430A，15.3A，速断值取16A。 灵敏度校验1390/16302.9＞1.5，满足要求。 D、中间配电所带水泵一路高防 所带负荷为315KVA变压器，一次侧额定电流为30.3A。 1.1过流保护 按其一次侧额定电流整定1.0530.3/0.8550/53.74A取3.7A。 1.2速断保护 高防负荷侧最大电流为250KW皮带起动电流，额定起动电流1872A，29.4A，速断值取30A。 灵敏度校验1390/30104.6＞1.5，满足要求。